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1、透水混凝土配合比设计方法3 材 料 CJJ/T 135-2009 透水混凝土路面技术规程S. 北京:中国建筑工业出版社,20103.1 原材料3.1.1 水泥应采用强度等级不低于42.5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,质量应符合现行国家标准通用硅酸盐水泥GB 175的要求。不同等级、厂牌、品种、出厂日期的水泥不得混存、混用。3.1.2 外加剂应符合现行国家标准混凝土外加剂GB 8076的规定。3.1.3 透水混凝土采用的增强料按表1.1选用。表3.1 增强材料的主要技术指标 (待测定)类别成份掺量范围 (%) 强度增长率 (%)主要技术指标掺量强度增长有机类聚合物乳液无机盐类Na2CO3,Na
2、2SO4,CaCl2矿物材料硅藻土工业副产物硅灰超细矿渣粉超细粉煤灰3.1.4 透水混凝土粗骨料透水水泥混凝土采用的集料,必须使用质地坚硬、耐久、洁净、密实的碎石、卵石及陶粒,碎石的性能指标应符合一行国家标准建筑用卵石、碎石GB/T 14685中的要求,并符合表3.1.4规定。表3.2 粗骨料的性能指标混凝土用途粗骨料种类料径 (mm)含泥量 (按质量计) (%)针片状颗粒含量 (按质量计) (%)压碎值 (%)表观密度 (kg/m3)堆积密度 (kg/m3)植生碎石/卵石2031.51.015.015.025001350陶粒1031.51.015.0800路面碎石/卵石5101.015.01
3、5.025001350路基碎石/卵石1031.51.015.015.0250013503.1.5 细骨料常用建筑材料参考性能材料密度 (kg/m3)表观密度 (kg/m3)堆积密度 (kg/m3)孔隙率 (%)水泥290031001350粉煤灰22001300矿渣粉29001100微硅灰碎石267015001.2%砂2650-1450-钢纤维7854聚丙烯纤维PVA纤维水1000-减水剂1100-3.2 透水混凝土3.2.1植生透水混凝土性能符合发下表3.2.2路面透水混凝土符合表3.2.2规定表3.2.2 路用透水混凝土的性能项 目要 求耐磨性(磨坑长度),mm30透水系数,mms0.5抗冻
4、性,%25次冻融循环后抗压强度损失率2025次冻融循环后质量损失率5连续孔隙率,%10强度等级C20C30抗压强度(28d),MPa20.030.0弯拉强度(28d),MPa2.53.53.3 透水水泥混凝土配合比3.3.1 透水水泥混凝土的配制强度,宜符合现行业标准普通混凝土配合比设计规程JGJ 55的规定。强度怎么计算?3.3.2 透水水泥混凝土的配合比设计应符合本规程表3.2.1中的性能要求。3.3.3 透水水泥混凝土配合比设计步骤宜符合一列规定:1 单位体积粗骨料用量应按下式计算确定:3.3.3-1式中 mg1m3透水水泥混凝土中粗骨料质量,kg,取值1300 kg1500 kg; 粗
5、骨料紧密堆积密度,kg/m3; 粗骨料用量修正系数,取0.98。2 胶结料浆体体积当无砂时,胶结浆体体积按下式计算确定:3.3.3-23.3.3-3式中 Vp1m3透水水泥混凝土中胶结料浆体体积(水、砂与胶凝材料的混合物的浆体体积),m3;g粗骨料紧密堆积空隙率,%;g粗骨料表观密度,kg/m3;Rvoid设计孔隙率,%,可选10%、15%、20%、25%、30%。 当有砂时,胶结料体积按下式计算确定:3.3.3-43.3.3-53.3.3-6式中 Vs1m3透水水泥混凝土中砂的体积,m3;s砂的表观密度,kg/m3;ms砂的质量,kg;s砂率,在8%15%范围内选定;Rvoid设计孔隙率,%
6、,可选10%20%(路用透水砼)、20%30%(植生透水砼)。3 水胶比RW/B应经试验确定,水胶比选择控制范围为0.250.35(0.33)。4 单位体积水泥用量应按下式确定:3.3.3-73.3.3-83.3.3-93.3.3-10式中 mb1m3透水水泥混凝土中胶凝材料(水泥+掺合料)质量,kg/m3,植生混凝土约150250kg,路基或路面透水混凝土约300kg450kg; mc1m3透水水泥混凝土中水泥质量,kg;mf1m3透水水泥混凝土中掺合料质量,kg;mw1m3透水水泥混凝土中水的质量,kg;f矿物掺合料的取代率,%,取胶凝材料质量的10%30%选定;RW/B水胶比,0.250
7、.35(0.33)范围内选定;P透水水泥混凝土中胶结料浆体密度(水、砂与胶凝材料的混合物的浆体密度),需试验测定,kg/m3;表2 不同原材料组成时浆体密度参考值 (kg/m3) 材料比例水胶比水泥粉煤灰矿渣粉硅灰密度 (kg/m3)减水剂掺量 (%)跳桌流动度 (mm)0.2510000.2590100.2580200.2570300.2590100.2580200.2570300.25851050.25752050.25653050.258010100.257020100.256030100.2710000.2790100.2780200.2770300.2790100.2780200.2
8、770300.27851050.27752050.27653050.278010100.277020100.276030100.3010000.3090100.3080200.3070300.3090100.3080200.3070300.30851050.30752050.30653050.308010100.307020100.306030100.3310000.3390100.3380200.3370300.3390100.3380200.3370300.33851050.33752050.33653050.338010100.337020100.336030105 单位体积用水量按下式
9、确定:3.3.3-11式中 mw1m3透水水泥混凝土中水的质量,kg。6 外加剂用量应按下式确定:3.3.3-12式中 ma每立方米透水水泥混凝土中外加剂用量,kg;Ra外加剂的掺量,%。4 理论体积法计算透水混凝土配比 宋中南,石云兴.透水混凝土及其应用技术M.北京:中国建筑工业出版社,2011,21-22.4.1.1 单位体积法按下式计算4.1-1式中 mc、mf、mw、ms、mg1m3透水水泥混凝土中水泥、掺合料、水、砂、石的质量,kg;Rvoid设计孔隙率,%,可选10%20%(路用透水砼)、20%30%(植生透水砼)。c、f、w、P、s水泥、掺合料、水、砂的表观密度,kg/m3;g、
10、g石的表观密度、堆积密度,kg/m3;Vg1m3透水水泥混凝土中石的体积,m3;采用无砂透水混凝土时,为零;当采用有砂透水混凝土时,砂率一般在8%15%范围内选定,水胶比一般在0.250.35(0.33)内选定。1m3水泥、砂、石等原材料按式(3.3.3-1)至式(3.3.3-10)计算得到,具体参照例题例题1 设计无砂植生透水混凝土配比,设计孔隙率20%,粉煤灰掺量20%,原材料种类及性能如下:42.5级普通硅酸盐水泥,表观密度为3000kg/m3;级粉煤灰,表观密度为2250kg/m3;石灰岩碎石:531.5mm,级配合格,表观密度2700kg/m3,堆积密度1500 kg/m3;外加剂为
11、聚羧酸类高性能减水剂(液体),含固量为25%。试求:填充法计算:解:1单位体积粗骨料质量,取粗骨料堆积密度由公式(3.3.31)可得:0.981500=1470 kg2胶结料体积,由公式(3.3.32)及式(3.3.33)10.98(1-g)-120%=0.26 m3=(1-1500/2700)100%=44.4% 3为提高强度,水胶比选0.254 单位体积水泥用量,测试得到浆体密度为1800kg/m3,由按式(3.3.37)、式(3.3.38)、式(3.3.39)、式(3.3.310)确定:胶凝材料质量:粉煤灰质量:mf=mb20%=37420%=75kg水泥质量:=374-75=299kg
12、用水量:3740.2594kg5 外加剂用量,暂定为胶凝材料的0.2%,则式(3.3.310)可得:3740.2%0.75kg 由计算结果,得到配合比各材料质量为水泥:粉煤灰:石:水:外加剂299:75:1470:94:0.75单位体积法计算:由于无砂,故=0;设计孔隙率Pvoid=20%;取水胶比W/B=mw/mb=0.25;粉煤灰掺量20%,则由式(4.1):由式(3.3.3-1)可得1m3透水混凝土石质量:0.981500=1470 kg石的体积为:m3设定水胶比W/B=mw/mb=0.25,由式(3.3.3-10)可得用水量:(mc+mf)0.25 由上,并取水泥、粉煤灰、水的表观密度
13、分别为3000kg/m3、2250kg/m3、1000kg/m3,代入式(4.1):由于粉煤灰掺量20%,由式(3.3.3-8):由上式得到:,代入式(4.1),可得:得到粉煤灰质理mf86kg;水泥质量mc=4mf=864=343kg水质量=(mc+mf)0.25=107kg粗骨料质量1470kg外加剂质量(mc+mf)0.2%(86+343)0.2%=0.86kg 由计算结果,得到配合比各材料质量为水泥:粉煤灰:石:水:外加剂343:86:1470:107:0.86例题2 设计有砂植生透水混凝土配比,设计孔隙率20%,粉煤灰掺量20%,取砂率s=10%,材料种类及性能如下:42.5级普通硅
14、酸盐水泥,表观密度为3000kg/m3;级粉煤灰,表观密度为2250kg/m3;中砂,级配合格,表观密度2650kg/m3;石灰岩碎石:531.5mm,级配合格,表观密度2700kg/m3,堆积密度1500 kg/m3;外加剂为聚羧酸类高性能减水剂(液体),含固量为25%。试求:填充法计算:解:1单位体积粗骨料质量,取粗骨料堆积密度由公式(3.3.31)可得:0.981500=1470 kg2有砂时,胶结料体积由砂率s=10%,粗骨料质量mg=1470kg,由式(3.3.36)可求得砂质量ms:ms=163kg砂表观密度2650kg/m3,由式(3.3.35)可求得砂体积:163/2650=0
15、.062m3由式(3.3.34),胶结料体积:=10.981500/2700120%0.0620.194m34 单位体积水泥用量,测试得到浆体密度为1800kg/m3,由按式(3.3.37)、式(3.3.38)、式(3.3.39)确定:胶凝材料质量:粉煤灰质量:mf=mb20%=27620%=55kg水泥质量:=276-55=221kg用水量:2760.2569kg5 外加剂用量,暂定为胶凝材料的0.2%,则式(3.3.310)可得:2760.2%0.55kg 由计算结果,得到配合比各材料质量为水泥:粉煤灰:砂:石:水:外加剂221:55:163:1470:69:0.55单位体积法计算:设计孔
16、隙率Pvoid=20%;取砂率s=10%;取水胶比W/B=mw/mb=0.25;粉煤灰掺量20%,则由式(4.1):1m3体积粗骨料质量,取粗骨料堆积密度由公式(3.3.31)可得:0.981500=1470 kg石体积m3由式(3.3.3-6):,得砂质量:ms=163kg 砂的体积:由于粉煤灰掺量20%,由式(3.3.3-8):由上式得到:,代入式(4.1),可得:粉煤灰质量mf=65kg,水泥质量mc=4mf=654=262kg水质量=(mc+mf)0.25=82kg 外加剂质量(mc+mf)0.2%(65+262)0.2%=0.65kg 由计算结果,得到配合比各材料质量为水泥:粉煤灰:砂:石:水:外加剂262:65:163:1470:82:0.65参考文献